專利名稱：變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的防誤閉鎖系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的防誤閉鎖系統(tǒng)，屬于電力
自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
防誤操作是變電站運(yùn)行管理的一項(xiàng)重要內(nèi)容，如果發(fā)生誤操作，不僅可能使操 作人員的人身受到嚴(yán)重傷害，也可能使運(yùn)行的設(shè)備受到嚴(yán)重?fù)p壞，并發(fā)生進(jìn)一步的停電 事故，從而影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行。我國以法規(guī)的形式規(guī)定了對電氣設(shè)備的防誤的管理、 運(yùn)行、設(shè)計(jì)和使用原則。 在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，為了防止誤操作的發(fā)生，要求站內(nèi)系統(tǒng)具備防誤 閉鎖功能，常見的防誤閉鎖有機(jī)械閉鎖、電磁閉鎖、電氣二次防誤閉鎖與微機(jī)防誤閉 鎖。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的防誤閉鎖功能是通過軟件規(guī)則庫和現(xiàn)場鎖具實(shí)現(xiàn)防誤閉 鎖。軟件規(guī)則庫是整個(gè)防誤閉鎖系統(tǒng)的核心部分，目前國內(nèi)對防誤閉鎖規(guī)則多數(shù)采用逆 波蘭表達(dá)式來表達(dá)防誤閉鎖邏輯。 逆波蘭表達(dá)式也稱運(yùn)算符后綴表達(dá)式，它將復(fù)雜的表達(dá)式轉(zhuǎn)換成為可以依靠簡 單的操作得到計(jì)算結(jié)果的表達(dá)式。例如(a+b)*(C+d)轉(zhuǎn)換為ab+cd+*。他的優(yōu)勢在于只 進(jìn)行兩種簡單的操作入棧、出棧。通過這種簡單操作就可以完成任何普通表達(dá)式的運(yùn) 算。其運(yùn)算方式如下如果當(dāng)前字符為變量或者為數(shù)字，則壓棧；如果是運(yùn)算符，則根 據(jù)運(yùn)算符的性質(zhì)將棧頂?shù)囊粋€(gè)或者兩個(gè)元素彈出做相應(yīng)運(yùn)算，結(jié)果再入棧；最后當(dāng)表達(dá) 式掃描后，棧里的就是結(jié)果。逆波蘭表達(dá)式最大的缺點(diǎn)就是比較繁瑣，用它來進(jìn)行規(guī)則 的編寫、維護(hù)需要較高的技術(shù)要求。如果閉鎖規(guī)則出現(xiàn)錯(cuò)誤，那將導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是 l.提供一種變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的防誤閉鎖系統(tǒng)，在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)上位機(jī)系 統(tǒng)以及裝置中執(zhí)行變電站防誤閉鎖功能的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，運(yùn)行子系統(tǒng)不受操作系統(tǒng)影響，可 在任意操作系統(tǒng)上面執(zhí)行； 2.提供一種變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的防誤閉鎖系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)簡單方便的防誤閉鎖邏 輯規(guī)則輸入、編輯、管理功能； 3.提供一種變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的防誤閉鎖系統(tǒng)，解決站內(nèi)所有防誤閉鎖邏輯規(guī) 則統(tǒng)一配置管理問題。通過站控層與間隔層兩級防誤閉鎖，防止誤操作的發(fā)生，提高運(yùn) 行的安全可靠性，提供方便的運(yùn)行維護(hù)管理手段。 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明是通過以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的
—種變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的防誤閉鎖系統(tǒng)，其特征在于包括 編程系統(tǒng)用于提供對整個(gè)工程的管理、資源配置和編輯調(diào)試功能，根據(jù)變電 站自動(dòng)化系統(tǒng)所采集的遙信、遙測等信息，根據(jù)"五防"規(guī)則，生成符合變電站防誤規(guī)CN 101692585 A
則的變電站防誤閉鎖邏輯規(guī)則庫，并將該邏輯通過語法檢查、編譯等操作生成針對不同 的運(yùn)行系統(tǒng)的目標(biāo)代碼，編程系統(tǒng)可以運(yùn)行在包括Windows、 Unix在內(nèi)的操作系統(tǒng)中。
運(yùn)行系統(tǒng)通過解釋編程系統(tǒng)生成的目標(biāo)代碼，完成輸入處理、程序執(zhí)行、輸 出處理任務(wù)，其可運(yùn)行在上位機(jī)的Windows、 Linux、 Unix等監(jiān)控系統(tǒng)中，或通信管理單 元及測控裝置中，其運(yùn)行不受環(huán)境系統(tǒng)的影響，所述編程系統(tǒng)和運(yùn)行系統(tǒng)通過通信接口 進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。 前述的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的防誤閉鎖系統(tǒng)，其特征在于所述編程系統(tǒng)的防誤 閉鎖邏輯規(guī)則庫采用FBD(Function block diagram,以下簡稱FBD)邏輯功能塊圖描述。
前述的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的防誤閉鎖系統(tǒng)，其特征在于防誤閉鎖邏輯規(guī)則庫 中的每個(gè)FBD功能塊的輸入?yún)?shù)包括監(jiān)控系統(tǒng)或裝置所采集的各種遙信和遙測，監(jiān)控系 統(tǒng)或裝置根據(jù)遙信遙測生成的一些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)也可以當(dāng)作輸入?yún)?shù)來對待，輸出參數(shù)包括 變電站的遙控和遙調(diào)操作。 在編程系統(tǒng)中，通過變量映射來完成通用輸入輸出(I/O)變量和變電站自動(dòng)化系 統(tǒng)的采集數(shù)據(jù)的對應(yīng)，將變電站自動(dòng)化系統(tǒng)所采集的數(shù)字量、模擬量以及虛擬計(jì)算量， 映射為編程系統(tǒng)可以識別的變量。變電站維護(hù)人員在運(yùn)用FBD編程語言進(jìn)行邏輯編輯和 調(diào)試時(shí)，可以使用變電站的習(xí)慣操作術(shù)語來完成，以防止誤操作的發(fā)生。
前述的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的防誤閉鎖系統(tǒng)，其特征在于所述編程系統(tǒng)中，將 防誤閉鎖邏輯規(guī)則的功能塊圖抽象成AOV(Activity On Vertex Network,以下簡稱AOV) 圖，然后依照拓?fù)渑判蛩惴ê秃戏ㄐ詸z查將功能塊圖編譯生成運(yùn)行子系統(tǒng)的運(yùn)行解釋代 碼。 防誤閉鎖邏輯規(guī)則具體的編譯過程為 1)驗(yàn)證各個(gè)FBD元素的輸入輸出參數(shù)是否合法，所確定的測點(diǎn)是否正確；
2)如果第一遍掃描驗(yàn)證正確后，將FBD邏輯功能塊圖抽象成有向圖(AOV圖)， 同時(shí)，在一條防誤閉鎖規(guī)則內(nèi)，只允許最多一個(gè)字圖，由編譯模塊對有向圖進(jìn)行遍歷， 確定各個(gè)FBD功能塊的先后順序，按照執(zhí)行順序編譯保存成各個(gè)相關(guān)的指令代碼。
前述的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的防誤閉鎖系統(tǒng)，其特征在于所述編程系統(tǒng)中，全 站的防誤閉鎖邏輯規(guī)則只輸入一次，由后臺監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)生成后臺監(jiān)控、遠(yuǎn)動(dòng)通信服務(wù) 器及各間隔設(shè)備防誤邏輯規(guī)則庫，通過網(wǎng)絡(luò)或者現(xiàn)場總線直接下載到各設(shè)備，實(shí)現(xiàn)全站 防誤邏輯的統(tǒng)一配置管理。
前述的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的防誤閉鎖系統(tǒng)，其特征在于所述運(yùn)行系統(tǒng)包括
輸入掃查模塊用于信息數(shù)據(jù)的初步預(yù)處理，包括對從變電站自動(dòng)化系統(tǒng)采集 的遙信、遙測等信息以及綜合計(jì)算量，虛擬量等進(jìn)行數(shù)據(jù)的有效性檢查，然后置于內(nèi)存 池中； 邏輯解釋模塊根據(jù)前述的編程系統(tǒng)編譯生成的邏輯功能塊的執(zhí)行優(yōu)先級解釋 執(zhí)行功能塊圖，其每個(gè)功能塊的輸入?yún)?shù)測值由上述的內(nèi)存池中獲取，執(zhí)行結(jié)果也暫存 于內(nèi)存池中； 輸出控制模塊根據(jù)前述的邏輯執(zhí)行結(jié)果內(nèi)存池，進(jìn)行輸出數(shù)據(jù)合法檢查，然 后根據(jù)此輸出數(shù)據(jù)判斷變電站操作是否允許其操作，如果不允許操作，則給出不允許操 作的原因。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明解決了傳統(tǒng)防誤閉鎖規(guī)則庫采用逆波蘭表達(dá)式進(jìn) 行描述容易出錯(cuò)的問題，提高了邏輯規(guī)則庫的編程效率，降低了后續(xù)維護(hù)管理的難度， 方便了防誤邏輯規(guī)則的查看維護(hù)修改；在提高了變電站的防誤邏輯規(guī)則的可維護(hù)性的同 時(shí)，進(jìn)一步增強(qiáng)了可靠性，符合控制系統(tǒng)開放性和標(biāo)準(zhǔn)化的要求。同時(shí)，變電站間隔 層、站控層各模塊采用全局的防誤閉鎖邏輯規(guī)則庫，減少了系統(tǒng)的維護(hù)量，從而增加系 統(tǒng)可靠性。另外由于提供統(tǒng)一的防誤閉鎖邏輯配置管理，保證了全站的防誤閉鎖邏輯規(guī) 則一致性。


圖1為某隔離開關(guān)防誤閉鎖規(guī)則FBD邏輯圖；
圖2為FBD邏輯執(zhí)行過程示意圖；
圖3為防誤閉鎖規(guī)則編譯過程示意具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作具體的介紹 在本發(fā)明分為2個(gè)模塊 一是防誤閉鎖規(guī)則庫的編程系統(tǒng)，另外一個(gè)防誤閉鎖 運(yùn)行系統(tǒng)。
1.防誤閉鎖規(guī)則庫的編程系統(tǒng) 目前變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，面向間隔、面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的分層分布式結(jié)構(gòu)模 式的自動(dòng)化系統(tǒng)成為主流。IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)將變電站自動(dòng)化系統(tǒng)在邏輯結(jié)構(gòu)上分為三個(gè)層 次，分別為"過程層"、"間隔層"、"站控層"，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)就是在不同的層 面完成其相應(yīng)的功能，本發(fā)明采用站控層集中防誤閉鎖和間隔層分散防誤閉鎖相結(jié)合的 方式，全站系統(tǒng)采用兩級防誤閉鎖體系，防誤閉鎖規(guī)則庫的編程系統(tǒng)對全站防誤閉鎖邏 輯規(guī)則進(jìn)行統(tǒng)一配置管理。 全站所有的邏輯規(guī)則庫都是采用FBD邏輯功能塊圖進(jìn)行編程，編程系統(tǒng)部分提 供對整個(gè)工程的管理，資源配置和編輯調(diào)試功能，在一體化防誤閉鎖系統(tǒng)中，主要是指 根據(jù)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)所采集的遙信、遙測等信息，根據(jù)"五防"規(guī)則，生成符合變電 站防誤規(guī)則的變電站防誤閉鎖邏輯規(guī)則庫，并將該邏輯通過語法檢查、編譯等操作生成 針對不同的運(yùn)行系統(tǒng)的目標(biāo)代碼。
2.防誤閉鎖運(yùn)行系統(tǒng) 考慮到安全性，變電站的控制模式一般采用"調(diào)度發(fā)令執(zhí)行"模式(人工執(zhí)行 方式)。根據(jù)變電站控制的防誤要求，通過對變電站拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分析，對于變電站的每 一步操作都可以得到該操作的閉鎖遙測、遙信信息，如線路拉開刀閘必須判斷線路的斷 路器是否已經(jīng)斷開等。變電站控制操作的每一個(gè)步驟都必須滿足防誤閉鎖的邏輯才能運(yùn) 行。根據(jù)前述編程系統(tǒng)每一個(gè)閉鎖邏輯，通過自動(dòng)化系統(tǒng)在現(xiàn)場采集到的遙測、遙信基 礎(chǔ)上，將生成開關(guān)(刀閘)的目標(biāo)狀態(tài)并調(diào)用推理機(jī)，以后操作中，程序?qū)Ξ?dāng)前和操作后 的狀態(tài)進(jìn)行判斷，檢查是否與誤操作規(guī)則相符，如果不符，報(bào)警并發(fā)出閉鎖信號，直至 操作正確為止，然后根據(jù)該步操作后的狀態(tài)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的回溯修改，再進(jìn)入下一個(gè)開關(guān)(刀 閘)的操作，重復(fù)此過程直至開關(guān)(刀閘)狀態(tài)與目標(biāo)相符為止。這樣，可以保證設(shè)備操作順利、安全地進(jìn)行，防止誤操作。 上述實(shí)施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采取等同替換或等效變換的方式所獲 得的技術(shù)設(shè)計(jì)方法，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的防誤閉鎖系統(tǒng)，其特征在于包括編程系統(tǒng)用于提供對整個(gè)工程的管理、資源配置和編輯調(diào)試功能，根據(jù)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)所采集的遙信、遙測等信息，根據(jù)“五防”規(guī)則，生成符合變電站防誤規(guī)則的變電站防誤閉鎖邏輯規(guī)則庫，并將該邏輯通過語法檢查、編譯操作生成針對不同的運(yùn)行系統(tǒng)的目標(biāo)代碼，編程系統(tǒng)運(yùn)行在操作系統(tǒng)中；運(yùn)行系統(tǒng)通過解釋編程系統(tǒng)生成的目標(biāo)代碼，完成輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理任務(wù)，其運(yùn)行在上位機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)、通信管理單元或測控裝置中，所述編程系統(tǒng)和運(yùn)行系統(tǒng)通過通信接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的防誤閉鎖系統(tǒng)，其特征在于所述編 程系統(tǒng)的防誤閉鎖邏輯規(guī)則庫采用FBD邏輯功能塊圖描述。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的防誤閉鎖系統(tǒng)，其特征在于防誤閉鎖邏輯規(guī)則庫中的每個(gè)FBD功能塊的輸入?yún)?shù)包括監(jiān)控系統(tǒng)或裝置所采集的各種遙信和 遙測，監(jiān)控系統(tǒng)或裝置根據(jù)遙信遙測生成的一些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)也作為輸入?yún)?shù)，輸出參數(shù)包 括變電站的遙控和遙調(diào)操作。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的防誤閉鎖系統(tǒng)，其特征在于在編程系統(tǒng)中，通過變量映射來完成通用輸入輸出變量和變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的采集數(shù)據(jù)的對 應(yīng)，將變電站自動(dòng)化系統(tǒng)所采集的數(shù)字量、模擬量以及虛擬計(jì)算量映射為編程系統(tǒng)可以 識別的變量。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的防誤閉鎖系統(tǒng)，其特征在于所述 編程系統(tǒng)中，將防誤閉鎖邏輯規(guī)則的功能塊圖抽象成AOV圖，然后依照AOV遍歷算法和 合法性檢查將功能塊圖編譯生成運(yùn)行子系統(tǒng)的運(yùn)行解釋代碼。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述前述的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的防誤閉鎖系統(tǒng)，其特征在于 所述編程系統(tǒng)中，全站的防誤閉鎖邏輯規(guī)則只輸入一次，由后臺監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)生成后臺 監(jiān)控、遠(yuǎn)動(dòng)通信服務(wù)器及各間隔設(shè)備防誤邏輯規(guī)則庫。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的防誤閉鎖系統(tǒng)，其特征在于所述 運(yùn)行系統(tǒng)包括輸入掃查模塊用于信息數(shù)據(jù)的初步預(yù)處理，包括對從變電站自動(dòng)化系統(tǒng)采集的遙 信、遙測信息以及綜合計(jì)算量、虛擬量進(jìn)行數(shù)據(jù)的有效性檢查，然后置于內(nèi)存池中；邏輯解釋模塊根據(jù)前述的編程系統(tǒng)編譯生成的邏輯功能塊的執(zhí)行優(yōu)先級解釋執(zhí)行功能塊圖，每個(gè)功能塊的輸入?yún)?shù)測值由上述的內(nèi)存池中獲取，執(zhí)行結(jié)果也暫存于內(nèi)存 池中；輸出控制模塊根據(jù)前述的邏輯執(zhí)行結(jié)果內(nèi)存池，進(jìn)行輸出數(shù)據(jù)合法檢查，然后根 據(jù)此輸出數(shù)據(jù)判斷變電站操作是否允許其操作，如果不允許操作，則給出不允許操作的 原因。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的防誤閉鎖系統(tǒng)，其特征在于包括編程系統(tǒng)用于提供對整個(gè)工程的管理、資源配置和編輯調(diào)試功能，其運(yùn)行在操作系統(tǒng)中；運(yùn)行系統(tǒng)通過解釋編程系統(tǒng)生成的目標(biāo)代碼，完成輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理任務(wù)，其運(yùn)行在上位機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)、通信管理單元或測控裝置中，所述編程系統(tǒng)和運(yùn)行系統(tǒng)通過通信接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。本發(fā)明提高了變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的邏輯規(guī)則庫的編程效率，降低了后續(xù)維護(hù)管理的難度，方便了防誤邏輯規(guī)則的查看維護(hù)修改；在提高了變電站的防誤邏輯規(guī)則的可維護(hù)性的同時(shí)，進(jìn)一步增強(qiáng)了可靠性。
文檔編號G05B19/04GK101692585SQ200910036080
公開日2010年4月7日 申請日期2009年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月16日
發(fā)明者朱杰媛, 管曉靜, 胡良生, 陳琦 申請人:國電南京自動(dòng)化股份有限公司